與專業(yè)相結合的大學物理特色教學初探

摘要:從《大學物理》與學生專業(yè)相結合的特色教學思想出發(fā),文章從適度調整教學內容,適當把握教學方法,適時改變教學模式,以及適量運用現(xiàn)代化教學手段等方面闡述了將《大學物理》教學與學生的專業(yè)相結合的方法。

關鍵詞:大學物理;專業(yè)特點;特色教學

《大學物理》是理工科院校重要的基礎必修課程,經過多年的教學改革,已經形成了一整套理論深度合理、知識覆蓋全面的教學體系。但是,學生學習《大學物理》時,時常還會發(fā)出一些抱怨:“學習《大學物理》有什么用?以后的專業(yè)和工作與《大學物理》所學知識沒有多大的聯(lián)系!怎么會提起學習的興趣啊?”有的教師這樣解釋:“《大學物理》學的是一種思維方式,學的是如何處理問題的方法,當然對以后的工作很有用!”這樣的解釋顯然有些空泛,不能令學生信服。經過多年的教學實踐,筆者覺得本課程不應拘泥于書本的內容,而應將教學內容與學生的專業(yè)有機結合,讓學生體會到本課程與專業(yè)之間的依托關系,從而找到本課程在專業(yè)領域中的位置。這樣的特色教學可以起到事半功倍的效果,從而大大提高學生的學習積極性。

依據專業(yè)特點,適度調整教學內容

學以致用,學是為了用。教師應該時時詢問自己:講授的這個知識學生以后可以拿來做什么用?《大學物理》課程的理論都是從實際現(xiàn)象中提煉出來的,教師在講授時有必要將其還原到實際中去。筆者先后給電氣、機械、計算機等專業(yè)的學生講授過《大學物理》課程,嘗試依據不同專業(yè)的特點,調整教學內容,獲得了不錯的教學效果。

在給電氣專業(yè)的學生講授電磁學的內容時,筆者以穩(wěn)壓電源作為開場白,將穩(wěn)壓電源內部的電路圖仔細地給學生講解,然后把電路圖中與該堂課涉及的與電磁相關內容抽出來,依據現(xiàn)實生活現(xiàn)象提出問題,學生很感興趣。

在給計算機專業(yè)的學生講授電學部分的內容時,筆者以計算機的硬件系統(tǒng)構造為例,轉換教師和學生的角色,讓學生給教師及其他學生講授計算機的硬件系統(tǒng)構造,再專門拿出計算機電路板,讓學生講解分析。當然學生的講解并不完善,也比較淺顯。這時,教師要在學生講解的基礎上進行深入講授。這種教學方式能給學生留下比較深刻的印象,同時提高了他們的綜合能力。

在給機械專業(yè)的學生講授力學部分的內容時,筆者首先向學生展示了機床動力系統(tǒng)的平面圖,講授機床的動力系統(tǒng)的工作原理,繼而將話題引到軸承與軸承之間的力學關系、渦輪的運動原理等力學問題上來,進而將問題提煉出來,進行力學知識的講授,激發(fā)學生的學習興趣。

在給材料類專業(yè)學生講授近代物理討論光子能量問題時,筆者舉例如下:波長290～400nm之間的紫外光線是引起高分子材料降解的罪魁禍首,這是因為紫外波段光子的能量為297～419KJ/mol,明顯高于高分子材料中典型化學鍵的鍵能,從而引起高分子鏈斷裂與降解。

依據專業(yè)特點,適當把握教學方法

教學方法為教學內容的順利實施提供充分條件,好的教學方法能大大提高教學效果。《大學物理》課程教學應依據學生的專業(yè)特點,選擇適當的教學方法。

舉例式教學法 工科專業(yè)離不開工業(yè)生產及日常生活,專業(yè)課教師和基礎理論課教師都應具備將本課程與學生所學專業(yè)相聯(lián)系的能力,從生活中發(fā)現(xiàn)和收集《大學物理》與學生專業(yè)相關的具體事例,并運用到課堂教學中,豐富教學內容。筆者在給材料類專業(yè)學生講授作用力與反作用力的內容時,舉了這樣一個例子:材料中的分子鏈受到外力的作用,其內部產生抵抗外力的內應力,外力與內應力大小相等,方向相反,是一對作用力與反作用力。

對比式教學法所謂對比式教學法,即通過假設與所得結論相反的結果,得到荒謬的結論,從而證明原結論的正確性。這種教學方法適用于各種專業(yè)的教學。很多情況下書中的推導按部就班進行,學生會覺得枯燥乏味,適時地采用對比式教學法,可以活躍課堂教學氣氛。

時事教學法結合時事,可吸引學生的注意力,提高教學效果。在給機電專業(yè)學生講授動量守恒的內容時,可以介紹“神七飛天”,突出講授火箭飛行是動量定理及動量守恒定律的應用。為確定火箭所能達到的最高速度,假設忽略重力和空氣阻力,或者是火箭在沒有空氣及地心以外的自由空間運動,求出火箭飛行速度、理想速度或特征速度,得到火箭飛行速度的上限。學生對與時事結合的事例講授尤為感興趣。

擬人式教學法在給材料類專業(yè)學生講授熱能部分的內容時,可舉例如下:高聚物的鏈段在玻璃態(tài)時是被“凍結”的,加熱給以熱量,連段運動汲取了能量,在Tg附近,就開始有少許活潑的鏈段“蠢蠢欲動”、“迫不及待”,再加熱至Tg以上溫度,熱能足以使全部的鏈段運動起來,鏈段就開始“為所欲為”,“自由得解放”,溫度越高,能量越大,鏈段運動得也就越“歡實”。擬人式教學法生動、形象,使學生對抽象的物理知識更易于理解。

依據專業(yè)特點,適時改變教學模式

根據不同學生、不同專業(yè)的特點,教師不應拘泥于單一的教學模式,應靈活運用軟硬件資源,將多種教學模式結合起來使用。例如,教師可以就某一專業(yè)性問題與學生探討,讓學生各抒己見,并形成小論文。這樣既可使學生學到物理知識,也可使學生增進對本專業(yè)知識的深入理解。目前,各院校已廣泛使用CAI教學,從完全依托計算機教學過渡到實際意義上的計算機輔助教學。在《大學物理》教學中,教師可以充分運用CAI的有利因素,多向學生展示Flash動畫、音頻和視頻資料,豐富教學內容。

依據專業(yè)特點,適量運用現(xiàn)代化教學手段

依據專業(yè)特點,有針對性地運用現(xiàn)代化教學手段,可大幅提高教學效果。例如,可運用多媒體技術制作與教學內容相適應的習題庫系統(tǒng)。不同的專業(yè)教學內容會有一定的調整,因此不同專業(yè)的習題庫內容也略有不同。習題庫系統(tǒng)應具備如下功能:高效——軟件開發(fā)平臺應具有所見即所得、媒體集成度高、各種特殊效果豐富且實現(xiàn)容易的特點,包含Powerpoint的方便模板,Flash快速好用動畫,authorware全方位的交互功能與強大的文字排版繪圖功能;易用——軟件開發(fā)平臺操作簡單易用,頁面結構清晰;開放——軟件開發(fā)平臺兼容RM、RA、MP3、SWF等各種格式文件,能適用于任何計算機;智能化——開發(fā)的軟件必須能對學生做題效果進行評價,并告知學生哪些知識點掌握得不牢固,需要進一步深入學習,還要能實現(xiàn)學生隨機抽題自測,及時打分并給出學習評價。習題庫可包括填空題、計算題、選擇題、移動題等多種題型,且可根據需要添加或者刪除,方便學生自學。筆者對《大學物理》的習題庫系統(tǒng)進行了兩種形式的嘗試。一種是將習題庫在課上講解,全班集體做習題;另一種是讓學生網上自學。從學生反饋的情況看,后者效果較好。學生不會做的習題,系統(tǒng)會提示正確答案,不理解的問題,可以在師生互動平臺上與教師及時溝通。這樣學生期末考試的成績有了一定的提高。

《大學物理》是門偏重理論的課程,但如果在實踐中學習,在實踐中摸索,在實踐中運用,將能使學生的理論知識與專業(yè)素質同時得到提升。

參考文獻:

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[3]郭建軍.關于駐波能量的分析[J].大學物理,2005,(5).

作者簡介:

郭建軍(1970—),男,天津市人,天津工程師范學院數理學院講師,研究方向為大學物理教學及光學工程。

(本文責任編輯:洪雁)